JPH043772B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来から導電性外装材として、原料ゴムに導電
性カーボンを混入した導電性ゴムシートや合成樹
脂に金属繊維や金属粉などを混入した複合材料な
どが製品化され、各種の用途（例えば、その電磁
波遮蔽効果や帯電防止効果などに着目し、前者に
あつてはクリーンルームの帯電防止材に、後者に
あつてはオフイス又はフアクトリーオートメーシ
ヨン機器の外装材など）に使用されて来た。前者
にあつては導電性カーボンを混入するために黒一
色で他の色にも着色出来ず、現在のような製品の
カラー化に対応出来ないという欠点や、シート状
であるために所定の形状に裁断し、被着物に接着
するという形式を取らねばならず、適用できる形
状がほぼフラツトなものに限られ、生産性が悪
く、又用途も限定されるという欠点があり、その
他の欠点としては、型成形を適用したとしても型
代に相当の費用を費やせねばならず、又大量生産
が出来ないとコスト的に採算が合わず、用途が非
常に限定されるという問題が有つた。又、後者に
あつては成る程金属繊維や金属粉であるから地色
が金属色であり着色顔料により着色は比較的簡単
に行えるが、金属繊維や金属粉を40％程度混入し
なければ所定の電磁波遮蔽効果や帯電防止効果を
達成出来ず、外装材の軽量化は元よりコストダウ
ンも達成出来なかつた。更に重要な点は金属繊維
の場合混入量が多いと絡まり易く、成型時に合成
樹脂の流動性が阻害され易くなつて押し出し成形
機内での詰まりや複雑な形状のものには適用出来
ないという欠点があり、その他、混入した時に金
属粉の粒度が30μ以上と粗い場合その粗い金属粉
や金属繊維が表面に表れ、表面平滑性を阻害する
ため、表面平滑性が厳しい用途、例えば塗料への
混入などは到底望めないという欠点もあつた。

本発明は係る従来例の欠点に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、着色、軽量化、
コストダウンは勿論、混入量も少なくする事がで
き、混入後の合成樹脂の流動性や表面平滑性への
影響が少なく、塗料へも適用可能な合成樹脂用導
電性充填材を提供するにある。

以下、本発明を詳述する。本発明で使用される
原材料炭素繊維は、例えばポリアクリロニトリル
系のもので、直径が３〜10μ（本実施例では7μの
ものを使用する。）程度である。この炭素繊維の
表面には金属鍍金１が施されており、その厚みは
通常0.1μ〜0.5μ程度である。第３図に鍍金膜厚と
比抵抗値との関係を示す。鍍金される金属は通常
ニツケル又は銅であるが、勿論これに限られず、
必要が有れば金鍍金や銀鍍金その他の金属鍍金も
可能である。この金属鍍金炭素繊維の引つ張り強
度は、400〜500Kg／mm²、引つ張り弾性率は20〜30
トン／mm²で、その導電性は体積抵抗値で、10^-4〜
10^-5Ω・cmでほぼ従来の金属繊維と同等の導電率
を持つ。電磁波の周波数によつても異なるが、
500メガヘルツの電磁波を例にとると電界に対す
る電波の強さは1/100000に、磁界に対しては1/10
０００００に減衰する。

本発明に使用される導電性充填材Ａは、このよ
うな原材料炭素繊維を長さ30μ以下（塗料用とし
ては20μ以下が望ましい。）に微粉砕したもので、
微粉砕された導電性充填材Ａの形状は第１図のよ
うに円柱形である。粉砕方法は、長繊維金属鍍金
炭素繊維をまずカツターにて２〜３mm程度の長さ
に切断し、次いで粗砕粉機で0.5mm程度の長さに
粉砕し、最後に微粉砕機６で30〜20μ以下の長さ
に微粉砕する。微粉砕の方法は、第２図に示すよ
うにマツハ2.5以上の超音速旋回気流４に金属鍍
金炭素繊維の短繊維３を連続且つ自動的に供給
し、超音速旋回気流４中でこの短繊維３に強い衝
撃を加えて粉砕を促進し、同時に、粉砕された金
属鍍金炭素繊維の微粉＜即ち、導電性充填材Ａ＞
を微粉砕機６内に設けた分級室に導き、高速旋回
渦流によつて所定の粒度に分級する。分級された
微粉は空気と共にサイクロン又はバグフイルタに
導入され、効率良く捕集される。一方、未粉砕の
短繊維３は遠心力によつて高速旋回渦流の外側に
寄せられて回収され、エアーノズル５を経て再度
加速されつつ超音速旋回気流４中に吹き込まれ、
粉砕されて行く。この時、短繊維３がエアーノズ
ル５から放出される時の超音速旋回気流４による
粉砕に加え、短繊維３同士の衝突頻度が高まり、
粉砕効率を飛躍的に高める。このように短繊維３
は所定の粒度に粉砕されるまで反復して微粉砕機
６内を循環する。尚、粗乃至微粉砕の際に金属鍍
金短繊維３を加熱又は冷却しつつ粉砕してもよ
く、これにより粉砕効率が更に向上する。

本発明で使用する合成樹脂の種類は限定され
ず、どのような種類のものにでも混入可能であ
る。混入方法は特に限定されない。混入量に付い
ては後述する。用途としては、塗料、接着剤を始
め各種合成樹脂素材への混入が可能である。塗料
には溶剤系とエマルジヨン系とがあるが、溶剤系
の場合は鍍金金属の種類は問われないが、エマル
ジヨン系塗料への混入については、酸化による変
色があるため鍍金金属が銅の場合は避けるのが好
ましい。接着剤に混入する場合接着性能を損なわ
ない程度の混入量としなければならない。合成樹
脂素材に混入して使用する場合、導電性が良好な
ため添加量が少なくて済み、それ故その流動性が
導電性充填材Ａを混入する事により損なわれず、
モールド成型品として使用する事は勿論、シート
状又はフイルム状にして使用する事も可能であ
る。尚、ゴムエマルジヨン系塗料に添加して使用
する場合にゼラチン又はにかわ等含水性に富み、
保水性の優れたたん白質を添加しても良い。ゼラ
チンを使用する場合は、まず、ゼラチン温水溶液
に導電性充填材Ａを少しづつ分散させて行き、
（場合によつては少量ならば界面活性剤を使用し
てもよい。）完全に泥状になつたところでゴムエ
マルジヨン系塗料を加えて十分に撹拌し、然る
後、被着物に浸漬、はけぬり又はスプレーにてコ
ーテイングし、（コーテイングの方法によつては
更に適量の水を加えても良い。）乾燥し、被着物
の表面に導電性塗膜を形成する。

導電性充填剤Ａの合成樹脂素材への混入量は、
合成樹脂素材の性質や用途への適用性を損なわな
い範囲であれば多いほど良いが、通常は10重量％
程度、多くとも20重量％程度で足る。導電性充填
材(A)の混入素材の電磁波遮蔽効果に付いて言え
ば、例えば、ナイロン樹脂やポリカーボネート、
ABS樹脂などに導電性充填材Ａを10％重量濃度
混入すると電磁波は1/100000〜1/40000に減衰す
る。又、その場合の比重は2.6〜3.5と極めて小さ
いものである。

又、混入される導電性充填材Ａの形状は、金属
鍍金された炭素繊維を粉砕したものであるから通
常前述のように円柱状であり、導電性充填材Ａと
しての用途に用いられる場合、その直径は一般に
３〜10μ、粉砕後の長さは30μ以下、（好ましくは
20μ以下）である。普通使用されているものは直
径が３〜7μ、長さが15〜25μ（最良は15〜20μ）の
ものである。用途別に見れば、表面平滑性をさほ
ど重要視しないモールド成型品やパテなどの充填
物には長さが30μ以下のものを使用し、表面平滑
性や塗布性などを問題にする塗料に使用する場合
は、その長さが20μ以下のものを用いるのが好ま
しい。

本発明は叙上のように、内部が炭素繊維粉状物
で構成され、炭素繊維粉状物の表面に金属鍍金が
施されているので、金属鍍金部分の導電性は勿
論、炭素繊維部分も導電性を有するものであるか
ら、従来の金属繊維や金属粉に比べて比重が軽い
にもかかわらず金属繊維や金属粉と同等の導電性
を発揮するものであり、合成樹脂素材にこの導電
性充填材を混入すれば金属繊維混入物と同等の電
磁波遮蔽効果や帯電防止効果を発揮させる事が出
来る。又、内部が炭素繊維粉状物で構成され、金
属部分は表面の鍍金層だけであるから、従来の金
属繊維や金属粉に比べて格段に比重が軽く、混入
材料の軽量化に貢献すると言う利点もある。更
に、30μ以下の炭素繊維粉状物を導電性充填材と
して使用するのであるから、混入された合成樹脂
のモールド成型時に導電性充填材同士が絡まつて
流動性を損なつたり表面平滑性を損なう事がな
く、未混入合成樹脂と同様の扱いで良く、非常に
使い勝手が良いという利点がある。尚、導電性充
填材を20μ以下とした場合、表面平滑性や塗布性
を損なわず、塗料としての用途に最適である。

【図面の簡単な説明】

第１図……本発明に係る導電性充填材の拡大斜
視図、第２図……本発明に微粉砕機の概略断面
図。第３図……本発明に係る導電性充填材の比抵
抗値−金属鍍金膜厚の関係を表すグラフ。 Ａ……導電性充填材、１……金属鍍金、２……
炭素繊維粉状物、３……短繊維、４……超音速旋
回気流、５……エアーノズル、６……微粉砕機。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 表面に金属鍍金が施されている微粉炭素繊維
   であつて、該微粉炭素繊維が超音速旋回気流中に
   て30μ以下の微粉末に微粉砕されてなる事を特徴
   とする合成樹脂用導電性充填材。 ２ 鍍金金属をニツケルとした事を特徴とする特
   許請求の範囲第１項に記載の合成樹脂用導電性充
   填材。 ３ 鍍金金属を銅とした事を特徴とする特許請求
   の範囲第１項に記載の合成樹脂用導電性充填材。